[发明专利]全液反应器中重烃进料的加氢处理

说明书

技术领域

本发明涉及用于在单相全液反应器中加氢处理重烃进料的方法。

背景技术

重烃混合物包含具有高沸点的化合物，并且一般来讲其特征在于具有高沥青质含量、高粘度和高密度。现今，重烃混合物的生产者对它们的用途选择较少，并且可利用的选择具有相对低的商业价值。

沥青质存在于重烃混合物中并且在炼油领域中从字面上被称为“桶底物”。即在除去较高价值的产物例如石脑油(用于汽油)和柴油(用于柴油燃料)后，沥青质存在于重烃混合物诸如真空残余物中。所述重烃混合物可进一步进行溶剂脱沥青以生产脱沥青油(DAO)，其可被用作例如流体催化裂解(FCC)装置的进料。

一些重烃混合物被用作残余燃料油(6号油)，其为低级油，因为其高粘度(使用前需要加热，并且不能用于当今的机动车中)和其相对高含量的污染物诸如硫而具有较低的价值和有限的用途。可将重烃混合物加入炼焦装置以生产焦炭。然而，炼焦装置通常效率低、操作昂贵且易受频繁的过程失稳和停产的影响，这常常是缘于沥青质的高芳族含量。沥青质可用作固体燃料，但是硫、氮和金属含量可能太高而不符合质量和排放标准。

重烃混合物可以通过加氢处理方法诸如氢化处理和氢化裂解而升级。加氢处理重烃混合物需要大量氢气并使用非常庞大(昂贵)的反应器。在加氢处理重烃混合物中发生的高摄氢量可导致高热产生，这可导致催化剂的迅速焦化以及催化剂失活。高氢输入量还导致的大量的再循环氢气，这要求高炉载荷(大型预热炉)和高氢气压缩成本。此外，重烃混合物由于其高粘度(低单程转化率，需要再循环进料)而更易于经受传质阻碍。

加氢处理包含相对高沥青质含量的混合物尤其困难。必须在使用前将含沥青质的混合物加热以提供能够加入到反应器中的流体。然而，即使在流体状态下沥青质也可形成聚集体并堵塞管道。还已知沥青质使催化剂失活，其机制包括沥青质在催化剂表面上形成焦炭沉淀或仅沉积在催化剂表面上。(参见，例如，Absi-Halabi等人，Appl.Catal.72(1991)193-215和Vogelaar等人，Catalysis Today，154(2010)，256-263。)因此，将具有高沥青质含量的进料升级的传统选项已经受到限制。

另外，认为从沥青质中去除氮是困难的。沥青质中的氮主要包含在杂芳环中，这要求在去除氮之前首先进行氢化步骤。空间效应可进一步妨碍氮的去除。(参见，Trytten等人，Ind.Eng.Chem.Res.，29(1990)，725-730。)

因此，加氢处理重烃的常规方法具有很多缺点。其通常相当昂贵(大型反应器、大型压缩机、进料和氢气的再循环成本、停车和替换和/或再生失活催化剂的成本)。由于低转化率而需要再循环进料，因此效率额外低下。另外，对一些系统来说，硫、氮、金属和芳族含量会导致困难。

许多重烃混合物购自精炼厂和其它来源。澄清油浆(CSO)是重烃混合物，其是流体催化裂解(FCC)装置的底部物。CSO代表约6％的FCC进料。重烃混合物还可衍生自油砂。衍生自沥青的重馏分油(HGO)可从油砂提取工艺中获得。其它重烃进料可衍生自期望较高价值用途的其它工艺。

因此，需要研发处理重烃混合物尤其是具有相对高沥青质含量的那些重烃混合物的方法，所述方法避免已知加氢处理方法的上述缺点、低效率和困难。本发明提供升级重烃混合物的方法并因此提高可衍生自此类混合物的价值。

发明内容